一种模拟移动床吸附分离甲烷氮气制备高纯度甲烷的方法技术
A method of simulated moving bed adsorption and separation of methane nitrogen for high purity methane
【技术实现步骤摘要】
一种模拟移动床吸附分离甲烷氮气制备高纯度甲烷的方法
本专利技术涉及清洁能源领域中低品质甲烷利用的
，具体地说，是一种模拟移动床吸附分离甲烷氮气制备高纯度甲烷的方法。
技术介绍
能源与环境问题是与当今可持续发展密切相关的两大基本问题。进入21世纪后，经济对能源的过度依赖导致环境问题突出，我国经济的高速增长对能源消费需求强劲，然而当前以煤与石油为主导的能源消费格局，使得我国脆弱的自然环境不堪重负，环境污染已经威胁到人的生存。甲烷是一种优质燃料，在自然界中储量大、热值高，且具有最高的氢/碳比，在能源体系中占有重要地位，是比煤和石油更加清洁的能源。因此，从油田气、煤层气、页岩气、生物沼气、垃圾掩埋气以及其它来源的低品质甲烷气资源中分离浓缩甲烷对改善能源结构和保护大气环境，具有重要的现实意义和战略意义。低品质甲烷气资源中除了含有一定量CH4外还含有大量的CO2和N2及少量氧气。CO2和CH4分子物理性质差别大，二者易于分离；CH4和N2因两者动力学直径相近，且物理性质也相似，成为最难分离的体系。吸附分离技术具有的各种优势使得该工艺成为工业上普遍运用的重要的气体分离手段...
【技术保护点】
一种模拟移动床吸附分离甲烷氮气制备高纯度甲烷的方法，其特征在于，所述的模拟移动床体系是由多个吸附剂填充塔连接构成，并设有五个气体输入输出口，包括低品质甲烷原料气输入口、氮气排出口、二氧化碳置换气输入口、高纯度甲烷产品气输出口以及解吸的二氧化碳回收口；这五个气体输入输出口将相连接的多塔分割成四个区，分别为甲烷吸附区、甲烷提浓区、二氧化碳置换区和二氧化碳真空解吸区；模拟移动床塔内吸附剂不流动，通过气体输入输出口在设定的时间间隔内沿气体流动方向同步切换移动一个填充塔，并连续多次循环切换移动，使塔内气体与吸附剂形成逆流流动；低品质甲烷原料气从所述甲烷吸附区的低品质甲烷原料气输入口进...
【技术特征摘要】
1.一种模拟移动床吸附分离甲烷氮气制备高纯度甲烷的方法，其特征在于，所述的模拟移动床体系是由多个吸附剂填充塔连接构成，并设有五个气体输入输出口，包括低品质甲烷原料气输入口、氮气排出口、二氧化碳置换气输入口、高纯度甲烷产品气输出口以及解吸的二氧化碳回收口；这五个气体输入输出口将相连接的多塔分割成四个区，分别为甲烷吸附区、甲烷提浓区、二氧化碳置换区和二氧化碳真空解吸区；模拟移动床塔内吸附剂不流动，通过气体输入输出口在设定的时间间隔内沿气体流动方向同步切换移动一个填充塔，并连续多次循环切换移动，使塔内气体与吸附剂形成逆流流动；低品质甲烷原料气从所述甲烷吸附区的低品质甲烷原料气输入口进入，通过上述气体输入输出口频繁切换移动使每个填充塔依次进行低浓度甲烷吸附、甲烷置换氮气提浓塔内甲烷、二氧化碳置换塔内甲烷以及二氧化碳真空解吸操作，模拟移动床系统连续地从低浓度甲烷原料气中吸附浓缩甲烷获得高纯度甲烷产品气；模拟移动床系统操作温度为10℃～60℃，所述甲烷吸附区、甲烷提浓区和二氧化碳置换区操作压力1.0atm～6.0atm，二氧化碳真空解吸区真空压力为2kPa～17kPa。2.如权利要求1所述的一种模拟移动床吸附分离甲烷氮气制备高纯度甲烷的方法，其特征在于，所述甲烷吸附区、甲烷提浓区和二氧化碳置换区含有多个填充塔，并依次相互连接操作，通过阀门切换使吸附剂与气相形成逆流操作；所述二氧化碳真空解吸区为单塔独立运行，需要保持相同的切换时间，位于二氧化碳置换区后。3.如权利要求1所述的一种模拟移动床吸附分离甲烷氮气制备高纯度甲烷的方法，其特征在于，所述甲烷吸附区是由低品质甲烷原料气输入口与氮气排出口之间构成的分离区；所述的甲烷提浓区是由低品质甲烷原料气输入口与高纯度甲烷产品气输出口之间构成的分离区；所述的二氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：李平，于建国，杨颖，曲冬蕾，陆凯，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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